Устройство для сжатия информации

Устройство для сжатия информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ , содержащее блок информации , первый вход которого соединен с входной информационной шиной и с первьзм входом блока выделения тактовых импульсов, первый В4яход которого подключен к первому входу блока ключевых элементов, первому входу блока памяти аргумента и к второму входу блока памяти информации , третий вход которого соединен с вторым выходом блока выделения тактовых импульсов и с вторым входом блока йамяти аргумента, первый выход которого подключен к первому входу блока памяти апертуры аргумента , второй вход котарого соединен с шиной управления апертурой аргумента, выход - с первым входом блока сравнения,аргумента, второй . вход которого подключен к второму выходу блока памяти аргумента, третий вход которого соединен с вторым входом блока ключевых элементов, выход которого подключен к выходной информационной шине, третий вход блока ключевых элементов подключен jK первому выходу блока памятн информации , второй выход которого соединен с первым входом блока сравнё :ния функции, второй вход блока сравнения функции подключен к шине управления апертурой функции, первый выход - к входу селектора знака, второй выход - к четвертому входу блока памяти информации, к четвертому входу блока памяти аргумента и к первому входу первого элемента И, выход первого элемента И соединен с четвертым входом блока ключевых элементов, второй вход - с вьз. ходом блока сравнения аргумента, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности путем фиксации времени появления существенного отсчета, в устройство (Л введены второй элемент И и триггер, единичный выход триггера подключен с к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом селектора знака, второй выход которого подключен к пятому входу блока ключевых элементов, выход второго элемента И соединен с р третьим входом блока памяти аргумента и втоЕ входом блока ключеЛ вых элементов, шестой вход которо го соединен с третьим выходом блока йамяти аргумента, пятый вход котоN0 У1 рого подключен к выходу первого .элемента И, четвертый выход - к второму входу блока вьщеления такто:вых импульсов, первый выход блока ;Выделения тактовых импульсов соединен с входом установки нуля триггера , вход установки единицы которого ;подключен к второму выходу блока сравнения функции.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> SU (11) 3(51) 08 9 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ (2i) 3483443/18-24 (22) 17.08.82

L (46) 23. 11. 83. Вюл.,9 43 (72) В.П.Грибок,, С.b.Солецкий, В.A.Ïîáåäoíîñöåâ и A.И.Воловик (53) 621.398 (088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 729613, кл. 5 08 С 15/06, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3289722/18-24, кл. С 08 С 19/28, 1981 (прототип) .i. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДНЯ СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ, содерхащее блок паляти информации, первый вход которого соединен с входной информационной ши- ной и с первым входом блока выделе« ния тактовых импульсов, первый выход которого подключен к первому входу блока ключевых элементов, первому входу блока памяти аргумента и к .второму входу блока памяти информации, третий вход которого,соединен с вторым выходом блока выцеления тактовых импульсов и с вторым входом блока памяти аргумента, пер-вый выход которого подключен к первому входу блока памяти апертуры ар. гумента, второй вход .которого соединен с шиной управления апертурой аргумента, выход — с первым входом блока сравнения, аргумента, второй вход которого подключен к второму выходу блока памяти аргумента, третий вход которого соединен с вторым входом блока ключевых элементов, выход которого подключен к выходной информационной шине, третий вход блока ключевых элементов подключен к первому выходу блока памяти информации, второй выход которого соединен с первым входом блока сравне:ния функции, второй вход блока срав-, нения функции подключен к шине управления апертурой функции, первый выход - к входу селектора знака, второй выход - к четвертому входу блока памяти информации, к четвертому входу блока памяти аргумента и к первому входу первого элемента

И, выход первого элемента И соединен с четвертым входом блока ключевых элементов, второй вход — с вы-. ходом блока сравнения аргумента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности путем фиксации времени появления cy- I щественного отсчета, в устройство введены второй элемент И и триггер, единичный выход триггера подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом селектора знака, второй выход которого подключен к пятому входу блока ключевых элементов, выход второго элемента И соединен с третьим входом блока памяти аргумента и вторым входом блока ключевых элементов, шестой вход которого соединен с третьим выходом блока йамяти аргумента, пятый вход которого подключен к выходу первого ,элемента И, четвертый выход — к второму входу блока выделения.такто. вых импульсов, первый выход блока выделения тактовых импульсов соеди- нен с входом установки нуля триггера, вход установки единицы которого . подключен к второму выходу блока

:сравнения функции.

1056251

Изобретение относится к измерительной информационной технике и мо

I жет найти применение в различных системах передачи и обработки информации.

Известно устройство для сжатия информации, которое содержит блок памяти, блок сравнения функции, блок определения знака, блок сравнения аргумента и блок ключевых элементов f1) .

Недостаток данного устройства в том, что оно не обеспечивает высокой точности восстановления, поскольку не позволяет фиксировать и формировать для передачи на при- 15 емную сторону точек локальных экстремумов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для сжатия информации, со- 20 держащее блок памяти, первый вход которого подключен к входной шине, первый выход и второй вход блока памяти соответственно соединены с первым входом и первым выходом первого 25 блока сравнения, второй вход которого соединен с шиной управления апертурой функции, второй выход первого блока сравнения подключен к входу блока определения знака„ выход кото" рого соединен с первым входом блока ключевых элементов, выход которого подключен к выходной шине, второй блок сравнения., блок апертуры аргумента, входу которого соединены .с шиной управления апертурой аргумен- та и с первым выходом блока памяти аргумента, входы которого соединены с выходами блока выделения так товых импульсов, с третьим и четвертым входами блока памяти и с 40 выходом блока определения знака, с .первым входом элемента И, с первым выходом первого блока сравнения и с первым выходом второго блока сравнения, второй выход которого и 45 второй выход блока памяти аргумента подключены к пятому входу блока памяти и к второму входу элемента И, выход которого, второй выход блока памяти, третий выход второго блока памяти, шестой вход блока памяти и один из выходов блока .выделения тактовых импульсов подключены к второму, третьему, четвертому и пятому входам блока ключевых элементов, вход блока выделения тактовых импульсов соединен с входной шиной, четвертый вход блока памяти аргумента подключен к второму входу .второго блока оравнения, третий вход которого соединен с выходом 60 блока апертуры аргумента. Устройство позволяет точно фиксировать точки существенных отсчетов, необходимые для линейной интерполяции, и, в частности, выделять точ- 65 ки с амплитудой локальных экстремумов (2) .

Однако известное устройство не позволяет определить точное время появления Локального экстремума, так как количество тактовых импульсов между моментом появле-. ния локального экстремума и моментом определения, что данная точка действительно локальный экстремум, не является постоянным. Оно в широких пределах зависит от скорости изменения регистрируемого процесса и от величины апертуры. Вследствие этого снижается точность восстанов, пения измеряемых сигналов по принятым на приемной стороне существенным отсчетам.

Кроме того, не удается производить оценку параметра в текущий момент времени (если, конечно, в текущий момент не выделен существенный отсчет). По принятым на приемной стороне существенным отсчетам восстановление производится назад: считается, что сигналы между существенными отсчетами можно аппроксимировать линейной функцией, т.е. учао ток изменения измеряемой функции от последнего существенного отсчета до текущего глбмента времени не восстанавливается. Это может существенно .снизить оперативность управления течением измеряемого процесса.

Целью изобретения является павышение достоверности информации путем фиксации времени появления существенного отсчета (и, в частности, локального экстремума) и обеспечения возможности оценки параметра на участке от последнего существенного отсчета до текущего момента времени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сжатия информации, соцержащее блок памяти информации, первый вход которого соединен с входной информационной шиной и с первым входом блока выделения тактовых импульсов, первый выход которого подключен к первому входу блока ключевых элементов, первому входу блока памяти аргумента и к второму входу блока памяти информации, третий вход которого соединен с вторым выходом блока выделения тактовых импульсов и с вторьм входом блока памяти аргумента, первый выход которого подключен к первому вхо. ду блока памяти апертуры аргумента, второй вход которого соединен с шиной управления апертурой аргумента, а выход — с первым входом блока сравнения аргумента, второй вход которого подключен к второму выходу блока памяти аргумента, третий вход которого соединен с вторым входом 1056251

30 блока ключевых элементов, выход которого подключен к выходной информационной шине, третий вход блока ключевых элементов подключен к первому выходу блока памяти информации, второй выход которого 5 соединен с первым входом блока сравнения функции, второй вход блока сравнения функции подключен к шине управления апертурой функции, первый выход - к входу селектора знака, второй выход - к четвертому входу блока памяти информации, к четвертому входу блока памяти аргумента и к первому входу первого элемента И выход которого соединен с четвертым 15 входом блока ключевых элементов, а второй вход - с выходом блока сравнения аргумента, введены второй элемент И и триггер, при этом единичный выход триггера подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом селектора знака, второй выход которого подключен к пятому входу блока ключевых элементов выt 25 ход второго элемента И соединен с третьим входом блока памяти аргумента и вторым входом блока ключевых элементов, шестой вход которого соединен с третьим выходом блока памяти аргумента, пятый вход которого подключен .к выходу первого элемента И, четвертый выход - к второму входу блока выделения тактовых импульсов, первый выход блока выделения тактовых импульсов соединен с входом установки нуля триггера, вход установки единицы которого подключен к второму выходу блока сравнения функции.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. устройство для сжатия информации содержит входную информационную шину 1, блок 2 выделения тактовых импульсов, блок 3 памяти информации, блок 4 памяти аргумента, триггер 5, блок б кхпочевых элементов, выходную информационную шину 7, селектор 8 знака, блок 9 сравнения функции, шину 10 управления апертурой функции, элементы И 11 и 12, блок 13 памяти апертуры аргумента, шину 14 управления апертурой аргумента и блок - 15 сравнения аргумента.

Блоки, входящие в состав устрой« ства„ могут быть выполнены различ.ным образом. Ниже приводятся варианты схемных решений, блоков, которыебыли отмаркированы И проверены на бО предприятии.

Блок 2 выделения тактовых им- пульсов включает элемент временной задержки, а также элемент выделения первого импульса и вычитания пер- б5 вого импульса из импульсной последовательности. Блок 3 памяти информации включает элемент ИЛИ и два регистраР -триггеров: входной регистр. и регистр памяти. Блок 4 памяти аргумента включает в свой состав дво.ичный счетчик, регистрР -триггеров, два дешифратора и элемент задержки. Блок б ключевых элементов включает элемент ИЛИ, регистр З -триггеров, разрядные ключи и выходной формирователь. Селектор 8 знака содержит элементы сравнения, 33 -триггер и элемент задержки. Блок 9 сравнения функции содержит два входных регистра, регистр апертуры, сумматор, элементы сравнения и элементы задержки. Блок 13 памяти апертуры аргумента содержит два регистра 33 --триггеров: апертуры и апертуры аргумента, схемы деления.

Блок 15 сравнения аргумента содержит два входных регистра З -триггеров, сумматор, элементы сравнения и элементы задержки. Остальные блоки, входящие в- состав предлагаемого устройства для сжатия информации, являются стандартными и не требуют особых разъяснений.

Входными данными устройства для сжатия информации являются сигналы датчиков в форме напряжения (аналоговая форма) или кодовых посылок (цифровая форма), которые сопровождаются тактовыми импульсами строго фиксированной частоты.

Для простоты изложения предположим, что устройство для сжатия ин-. формации обслуживает только один датчик (одноканальная система обработки), который выдает кодовые посылки, а частота тактовых имнульсов, сопровождающих каждую кодовую посылку, такова, что даже при наиболее быстром изменении входного сигнала разница в двух последова-. тельно поступающих в устройство кодах не превышает единицы младшего разряда. .. В таком случае предлагаемое устройство для сжатия информации работает следующим образом.

Кодовые посылки с постоянным, известным числом разрядов, отража-. ющие сигналы датчика, поступают на вход устройства для сжатия информации последовательным(или параллельным) кодом в сопровождении такто-, вых импульсов по входной информационной шине. 1. Тактовые импульсы, сопровождающие кодовые посылки, анализируются в блоке 2 выделения тактовых импульсов,. в котором осуществляется задержка тактовых импульсов на время, необходимое для преобразований, а также разделяются на два выхода. На выход первого импульса поступает первый из тактовых им1056251, пульсов, поступивший после включения устройства, а также первый импульс после поступления внешнего входного сигнала. Все остальные тактовые импульсы, сопровождающие кодовые посылки, выделяются на другом выходе - "выходе текущих им« пульсов" °

Каждая кодовая посылка запоминается во входном регистре блока 3. памяти информации {однако если входные сигналы имеют определенный вид, например параллельные кодовые посылки, неизменные между сопровождающими их тактовыми импульсами, необходимость во входном регистре IS отпадает, а в качестве.его выходных сигналов используется непосредственно входная кодовая посылка).

Рассмотрим вначале работу предлагаемого устройства в момент поступления первой кодовой посылки после включения системы измерений.

Первая кодовая посылка всегдаявляется существенной, IIoclle Torо как код первой посылки сформировался на входном регистре блока 3 памяти информации, блок 2 выделения тактовых импульсов формирует импульс на выходе первого импульса. Этот импульс поступает в блок 3 памяти, где устанавливает .в регистре памяти содержимое, равное содержимому входного регистра того же блока.

Импульс. с выхода первого импульса блока 2 выделения тактовых ивиульсов, кроме того, поступает в блок 4, памяти аргумента, где производит установку в ноль .счетчика и регистра, и в триггер 5, устанавливая нулевой запрещающий сигнал на его еди- 40 ничном выходе. Тот же импульс посту.пает на блок 6 ключевых элементов, где открывает ключи для прохождения на выходную информационную шину

7 кода существенного отсчета .с вы- 45 хода параллельного кода блока З агсу щество изобретения не зависит от . того, какой из двух регистров блока

3 подключается к выходу параллельного кода, если подключен входной регистр, то передача ведется в натуральном масштабе времени, а точное значение экстремума - рассчи" тывается, если же наоборот подключен регистр памяти, то передаче подлежит точное значение локального экстремума, а момент его появления и величина текущего отсчета датчика - рассчитываются, пусть для определенности выбрана последняя ситуация) . Кроме кода существенного от- О счета на ту же выходную шину 7 поступает код с выхода текущего времени блока 4 памяти аргумента (fs дан ном случае - после установки в ноль этого блока - нулевой код), а также у код из блока 8 определения знака (в данном случае вид данного кода безразличен, поскольку код, выданный блоком 4 памяти аргументанулевой ««. не меняется при любом знаке этого кода) .

Следующие за первой кодовые посылки поступают по входной информационной шине 1 на блок 3 памяти информации и на блок 2 выделения тактовых импульсов. При этом параллельный код входной текущей кодовой посылки формируется на входном регистре блока 3 памяти информации.

После этого на выходе текущих импульсов блока 2 выделения тактовых импульсов формируется задержанный тактовый импульс, поступающий в блок

3 и в блок 4. По импульсу, приходящему в блок 4, увеличивается на единицу содержимое счетчика этого блока, а по импульсу, приходящему в блок 3, на его выходе двух кодов формируются коды входного регистра и регистра памяти. Эти два кода посту пают на блок 9 сравнения функции.

Блок 9 определяет модуль разности обоих входных кодов и сравнивает эту величину с допустимой величиной апертуры, установленной сигналами шины 10 управления апертурой функции.. Если модуль разности не превосходит допустимого, блок 9 не выдает управляющих посылок, однако уже при превышении на единицу младшего разряда модулем разности допустимой величины, блок 9 выдает иа выходе кода кодовые посылки, поступающие на блок 9 из блока 3. Эти коды подаются на селектор 8 знака, который определяет, какой из двух кодов больше. Если же код на входном регистре блока 3 превышает код на регистре памяти блока 3, то на информационном выходе блока 8 фор» мируется логический ноль, а если больше код на регистре памяти, то логическая единица. Этот результат сравнивается с кодом в запоминающем элементе селектора 8 и, спустя время задержки, заносится в этот запоминающий элемент. Если результат сравнения не совпадает с предыдущим сравнением, зафиксированным в запоминающем элементе (т.е. в прошлое сравнение был выделен локальный экстремум),-то,спустя время фиксировайной задержки на выходе управления селектора 8 определения знака формируется импульс, поступающий на первый вход элемента È 11.

Триггер 5 находится В нулевом состоянии при первом сравнении знаков после выделения импульса на выходе первого. импульса блока 2 выделения тактовых импульсов и в единичном состоянии при любом другом сравне1056251 нии знаков. Таким образом, при лю- бом сравнении знаков, кроме первого, импульс с выхода сравнения селектора 8, если он выделен, проходит элемент И 11 и поступает в блок 4 памяти аргумента и в блок б ключевых элементов.

В блоке 4 памяти аргумента по это му импульсу в регистр переносится содержимое счетчика.

В блоке б импульс открывает ключи для прохождения на выходную информационную шину 7 кода существеннага отсчета с выхода параллельного йода блока 3-. Кроме того, на ту же шину

7 поступает код с информационного выхода селектора 8 определения знака и код с выхода текущего .времени блока 4 памяти аргумента. На выход ,текущего времени блока 4 подключены выходы счетчика, а на выходе параллельного кода блока 3 сформирован код локального экстремума. Для того

/ чтобы определить, какой отрезок времени отделяет появление локального экстремума от текущего момента,,цастаточно помножить код на выходе . текущего времени блока 4 на период тактовых импульсов (это очевидным образом можно выполнить после приемной стороны), Если на информационном выходе селектора 8 знака присутствует логический ноль, то для определения сигнала в текущий момент времени достаточно прибавить к коду на выходе параллельного кода блока 3 памяти величину апертуры и величину сигнала, равную единице младшего разряда кода информации.

В том случае, если на информацион ном выходе селектора 8 знака при.сутствует логическая единица,для определения сигнала в текущий момент времени достаточно вычесть из кода на выходе параллельного кода блока 4 памяти величину апертуры и величину сигнала, равную единице младшего разряда кода информации. Поскольку все необходимые коды передаются на приемную сторону, расчеты не составляет труда выполнить на.приемной стороне.

Спустя требуемый для преобразований период времени после выдачи блоком 9 кодовых посылок, на выходе управления этого блока появляется импульс. Он перебрасывает в единичное состояние триггер 5, поступает на -первый вход элемента И 12, попадает в блок 3, где после необходимой задержки переписывает в .регистр памяти содержимое входного регистра и подается в блок 4 памяти аргумента.

Если в регистре блока 4 нулевой .код (что может быть только для случая, когда блок 9 первый раз выдал импульс на блок 4 после формирования импульсного сигнала на выходе

"первого импульса" блока 2 выделения тактовых импульсов), то содержимое счетчика блока 4 переносится в регистр блока 4. Код с регистра блока

4 передается в блок 13 памяти апертуры аргумента. Кроме того, в блок

13 по шине 14 управления апертурой

10 аргумента подается код относительной апертуры аргумента °

По этим двум величинам блок 13 памяти апертуры аргумента вычисляет абсолютную величину допустимого

15 значения наибольшего отклонения аргумента. Например, на шине 14 управления апертурой аргумента задан допуск 20%. Если на регистре блока 4 установлен код "20", то на . выходе блока 13 формируется код "4", если на регистре блока 4 установлен код "100", то на выходе блока 13 формируется кад "20" и так далее. Выходные потенциалы счетчика и регистра блока 4 памяти аргумента подключены к блоку 15 сравнения аргумента, который находит модуль их разности и сравнивает с кодом из блока 13 памяти апертуры аргумента. Если модуль разности кодов счетчика и регистра блока 4 памяти аргумента превышает допустимое значение наибольшего от,клонения аргумента, то блок 15 срав нения аргумента вырабатывает сигнал логической единицы. При совпадении

З5 во времени этого сигнала и импульса на выходе управления блока 9 срав-. нения функции импульсный сигнал фор- мируется на выходе элемента И 12.

Этот сигнал переписывает в регистр

40 блока 4 памяти аргумента содержимое счетчика того же блока. Кроме того, выходной импульс элемента

И 12 подается на блок б ключевых элементов, где открывает ключи для

45 прохождения на выходную информационную шину 7 кода существенного отсчета с выхода параллельного кода блока 3 кода с информационного выхода селектора 8 знака и кода с выхода текущего времени блока 4 памяти аргумента.

Кроме указанного импульс с вЫхада управления блока 9 сравнения функции дополнительно осуществляет

5,начальную установку счетчика в блоке 4 памяти аргумента: после задержки на время, достаточное для выдачи требуемых кодов на выходную шину 7 (если в этом есть необходи- мость), импульс сбрасывает в ноль содер><имое счетчика в блоке 4 памяти аргумента.

Однако, в принципе, этот счетчик, как и любой другой, может быть

/ сброшен в ноль и другим путем:

1056251

Составитель Н.Бочарова

Редактор В.Данко Техред А.Ач Корректор A.Дзятко, Заказ 9312/45 Тираж 61В Подписное

BHHHDN Государственного комитета СССР по делам изобретЕний и открытий.

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", и, Ужгород, Ул. Проектная, 4 при поступлении очередного импульса, если в счетчике установлены единицы во всех разрядах. При такой установке, которая не исключается IlpH слабых изменениях входного сигнала, появляется методическая ошибка во времени. Чтобы ее избежать, в блок .

4 памяти аргумента введен деыифратор, который реагирует на единичное состояние во всех разрядах счетчика.

Уже следуюший тактовый импульс не должен попасть в счетчик. Поэтому выход дешифратора соединен с входом управления блока 2 выделения тактовых импульсов, т.е. после того, как в счетчике оказались все единицы, следуюший тактовый импульс блока 2 формируется на выходе "первого так ового импульса". При этом, как было рассмотрено, происходит принудительная сушественность текуцего отсчета, а также начальная установка блоков 3 и 4 и триггера 5.

Применение изобретения повышает на 20-30% достоверность устройства и точность восстановления информации..